-
Με τον όρο προένταση εννοούμε τον μηχανισμό εκείνον ο οποίος επιβάλει μέσο ισχυρών τενόντων που έλκονται στα άκρα προκαταβολικές θλιπτικές εντάσεις στις διατομές των φερόντων στοιχείων σκυροδέματος με σκοπό να αντισταθούν ως προς τις εντάσεις εφελκυσμού που παρατηρούνται κατά την κάμψη του κορμού των φερόντων στοιχείων λόγο σεισμικών και στατικών φορτίων.
Όταν επιβάλεις δυνάμεις προέντασης πάνω σε ένα υποστύλωμα υπάρχουν θετικά και αρνητικά αποτελέσματα.
Το αρνητικό της εγκάρσιας προέντασης πάνω στο υποστύλωμα είναι ότι χάνει την πλαστιμότητά του και σε τυχόν αστοχία εκρήγνυται το σκυρόδεμα του υποστυλώματος.
Για τον λόγο αυτόν οι μηχανικοί αποφεύγουν την εγκάρσια προένταση πάνω στα υποστυλώματα. Ένα άλλο κακό είναι ότι επιβαρύνουν το σκυρόδεμα με πρόσθετα θλιπτικά φορτία πέραν αυτών που παίρνουν από τα στατικά και σεισμικά φορτία.
Εγώ βρήκα την μέθοδο να εφαρμόζουμε εγκάρσια προένταση χωρίς το κτίριο να χάνει την πλαστιμότητα, χωρίς να το επιβαρύνουμε με πρόσθετα θλιπτικά φορτία χωρίς να εκρήγνυται όταν αστοχεί.
Είναι αυτή η μέθοδος. https://www.youtube.com/watch?v=IO6MxxH0lMU&t=41s
Τα θετικά της προέντασης είναι πάρα πολλά
1) Ικανότητα αύξησης των ανοιγμάτων
2) Μείωση της τομής του σκυροδέματος.
3) Αύξηση αντοχής στην τέμνουσα βάσης
4) Μείωση των ρωγμών
5) Μείωση του γραμμικού οπλισμού
6) Δυσκαμψία στις μετατοπίσεις
7) Αύξηση της φέρουσας ικανότητας
Και πολλά άλλα.
Φανταστείτε ένα εμβαδόν πολυώροφου κτιρίου 2000 τ.μ με πολύ λεπτές τετράγωνης διατομής ομοιόμορφες κολόνες ώστε να έχουν την ίδια ελαστικότητα όλες οι κολόνες και οι οποίες θα παραλαμβάνουν μόνο τα στατικά φορτία. Και μέσα στο ίδιο κτίριο τοποθετημένα σε κατάλληλα σημεία πολλά φρεάτια ή τοιχώματα σταυροειδούς τομής προτεταμένα με το έδαφος και ανεξάρτητα από τον ελαστικό φορέα.
Την ανεξαρτησία του ελαστικού φορέα από τον προτεταμένο άκαμπτο φρεάτιο να την εξασφαλίζουν σεισμικοί αρμοί που μεγαλώνουν καθ ύψος ώστε να αφήνουν τον ελαστικό φορέα να λικνίζεται φυσικά ώστε να μην μεταφέρει ροπές στους κάτω ορόφους προερχόμενες από την κρούση των πάνω ορόφων με το φρεάτιο.
Το αποτέλεσμα θα είναι
Ο ελαστικός φορέας θα λικνίζεται μέσα στην ελαστική περιοχή όπου δεν υπάρχουν αστοχίες και όταν πάει να περάσει σε ανελαστικές μετατοπίσεις να σταματά μέ την διαμεσολάβηση ιδικών αποσβεστήρων πάνω στο προτεταμένο με το έδαφος φρεάτιο. Καθαυτόν τον τρόπο ο ελαστικός φορέας καταναλώνει και παραλαμβάνει μέρος των σεισμικών φορτίων και τα υπολειμματικά φορτία μιας μεγάλης μετατόπισης τα παραλαμβάνει το φρεάτιο.
Η προένταση που εφαρμόζουμε στο ή στα φρεάτια δεν περιλαμβάνει στατικά φορτία λόγο του ότι το φρεάτιο είναι ανεξάρτητο από τον ελαστικό φέροντα και είναι εκεί μόνο για να παραλαμβάνει τα υπολειμματικά σεισμικά φορτία.
Αυτή η μέθοδος δέχεται και οριζόντια σεισμική μόνωση ώστε να προστατέψουμε ευπαθή περιεχόμενο όπως μουσειακά εκθέματα. Είναι ιδανική για κατασκευή γραφείων που χρειάζονται πολύ φυσικό φωτισμό λόγο του ότι τα περιμετρικά υποστυλώματα είναι μικρής διατομής επιτρέποντας μεγάλα ανοίγματα για φυσικό φωτισμό.
Είναι και μία μέθοδος για την κατασκευή σύμμικτων έργων αποτελούμενα από ατσάλι και προτεταμένα φρεάτια από σκυρόδεμα.
-
-
Η ανάσχεση των μετατοπίσεων που επιβάλει ο σεισμός σε μία κατασκευή όταν αυτή λικνίζεται είναι ένα ζητούμενο.
Οι πυλώνες των γεφυρών είναι έργα ευάλωτα στην μετατόπιση προπαντός οι κοιλαδογέφυρες οι οποίες έχουν υψίκορμους πυλώνες με υψηλό κέντρο βάρους. Η ελαστική μετατόπιση είναι καλό να υπάρχει διότι ο πυλώνας δεν παρουσιάζει καμία αστοχία και αποσβένει ( καταναλώνει ) την σεισμική ενέργεια. Τα προβλήματα αρχίζουν όταν ο σεισμός είναι πολύ μεγάλος ( οπότε είναι μεγάλη και η προσφορά ενέργειας ) και ο πυλώνας περνά σε ανελαστικές μετατοπίσεις.
Η ανάσχεση των μετατοπίσεων στους πυλώνες και η επαναφορά τους στην αρχική θέση ( για την αποφυγή παραμορφώσεων και αστοχιών και για την ανάσχεση της ανατροπής τους ) καθώς και ο έλεγχος των μετατοπίσεων ώστε αυτές να μην περνούν ποτέ σε ανελαστικές καταστάσεις αστοχίας είναι ένα ζητούμενο.
Αυτό το ζητούμενο είναι που προσφέρει η ευρεσιτεχνία μου.
Βασικά από τη στιγμη που το άνω μέρος του πυλώνα είναι συνδεδεμένο με το έδαφος διά μέσω του συρματόσχοινου της ευρεσιτεχμίας, τότε περιορίζει τις σχετικές μετατοπίσεις (δηλ τα drifts) και άρα η ένταση που αναπτύσσεται σε ολόκληρο τον φορέα είναι περιορισμένη.
Η ευρεσιτεχνία πακτώνει με έναν μηχανισμό μέσα στο έδαφος ( στα βάθη μιας γεώτρησης ) και αντλεί δύναμη από το έδαφος την οποία δύναμη μεταφέρει στο ανώτατο άκρο του πυλώνα με την βοήθεια ενός τένοντα ο οποίος διαπερνά ελεύθερος μέσα από τον πυλώνα με την βοήθεια μιας σωλήνας. Το άνω μέρος του τένοντα πακτώνεται με ένα υδραυλικό σύστημα ( όπως αυτό φαίνεται στην φωτογραφεία ) το οποίο έχει μία ελαστική λειτουργία λόγο του υδραυλικού υγρού που διαθέτει. Αυτή η ελαστικότητα του εμβόλου έχει σκοπό να δίνει μεν την ελευθερία μετατόπισης στον πυλώνα ( μέσα στην ελαστική περιοχή μετατόπισης που δεν υπάρχουν αστοχίες ώστε να καταναλώνει σεισμική ενέργεια ) αλλά όταν η μετατόπιση της ταλάντωσης πάει να περάσει σε ανελαστικές περιοχές το εξέχον μέρος του εμβόλου βρίσκει πάνω στο χιτώνιο του μηχανισμού και σταματά δυναμικά την ανελαστική μετατόπιση του πυλώνα
Με αυτή την μέθοδο το υδραυλικό σύστημα καταναλώνει σεισμική ενέργεια διότι την μετατρέπει σε θερμική από την πίεση που εξασκούνται στα υγρά του τα οποία και θερμαίνονται. Αυτό λέγεται απορρόφηση ενέργειας ή αλλιώς σεισμική μόνωση.
Είναι όπως το αμορτισέρ του αυτοκινήτου που εξασφαλίζει την απόσβεση των κραδασμών και όταν αυτοί είναι πολύ μεγάλοι τελματώνει και σταματά δυναμικά την μετατόπιση του αυτοκινήτου.
Βασικά είναι το μόνο σύστημα παγκόσμιος που μπορεί όχι μόνο να δυσχεράνει τις μετατοπίσεις αλλά και να τις ελέγχει 100% σταματώντας το αυξητικό πλάτος ταλάντωσης που παρατηρείτε στον συντονισμό.
https://scontent.fath3-1.fna.fbcdn.n...52&oe=5AFA3B42
https://scontent.fath3-1.fna.fbcdn.n...1d&oe=5AB1F999
-
You might be interested in this.
2 meters wall of new UBC concrete withstood nearly triple the strongest quake ever recorded
The material is called an eco-friendly ductile cementitious composite (EDCC) and is so strong and flexible that it acts like steel, bending during an earthquake instead of crumbling like concrete.
Walls that are sprayed on both sides with the material performed so well in seismic tests that UBC engineers dubbed it the ‘unbreakable wall.’
Soleimani-Dashtaki had to turn the dial to three-times the magnitude of the strongest earthquake ever recorded in order to break down a two-meter wall of EDCC in seismic tests.
The technology developed at UBC will cut retrofit costs in half, added UBC civil engineering professor Nemy Banthia, who supervised the EDCC project.
-
Ελαστικότητα υποστυλώματος.
Ένα υποστύλωμα που εκτείνεται από την βάση μέχρι και το δώμα του τελευταίου ορόφου είναι ένας τεράστιος μοχλοβραχίονας ο οποίος στο λίκνισμα του σεισμού ταλαντεύετε μετατοπίζοντας περισσότερο τον κορμό του που βρίσκεται στο ανώτατο άκρο του. Ας εξετάσουμε τους λόγους αυτής της ελαστικότητας που μεγαλώνουν την μετατόπιση των πάνω ορόφων πολύ περισσότερο από ότι μετατοπίζεται το ισόγειο.
α) Ο πρώτος λόγος είναι η ροπή αδράνειας η οποία μεγαλώνει όσο μεγαλώνει η μάζα και το ύψος με αποτέλεσμα οι αδράνεια των πάνω ορόφων να είναι μεγαλύτερη από αυτή των κάτω ορόφων και να εξασκούν μεγαλύτερες ροπές ανατροπής στο ανώτατο μέρος του υποστυλώματος.
β) Ο δεύτερος λόγος είναι η ανάκλιση του πεδίλου της βάσης που δημιουργεί από την μία πλευρά ανασήκωμα του πέλματός της από το έδαφος και οφείλετε στις ροπές που κατεβάζει ο μοχλοβραχίονας του υποστυλώματος, καθώς και στην υποχώρηση του εδάφους από την μεριά που θλίβεται λόγο της αδυναμίας παραλαβής των θλιπτικών εντάσεων.
γ) Ο τρίτος λόγος είναι ότι ο κορμός του υποστυλώματος είναι πιο ελαστικός ψιλά από ότι είναι χαμηλά κοντά στην βάση.
Αυτό οφείλετε στα φορτία. Τα φορτία θλίψης μειώνουν την ελαστικότητα του σκυροδέματος με αποτέλεσμα τα υποστυλώματα του ισογείου που δέχονται περισσότερα φορτία να έχουν μειωμένη ελαστικότητα εν σχέση με τα υποστυλώματα των πάνω ορόφων.
δ) Ο τέταρτος λόγος είναι όταν το υποστύλωμα είναι υψίκορμο ( μικρή διατομή και μεγάλο ύψος ) έχει μεγαλύτερη ελαστικότητα από ότι ένα τοίχωμα.
ε) Ο πέμπτος λόγος είναι ο οπλισμός του υποστυλώματος Ένας οπλισμός με μικρή διατομή και πολλά τσέρκια δίνει μεγαλύτερη ελαστικότητα στο υποστύλωμα από έναν οπλισμό μεγάλης διατομής με λίγα τσέρκια. Και φυσικά ρόλο παίζει και κατά πόσο μεγάλο ή μικρό είναι το σκυρόδεμα επικάλυψης του οπλισμού.
ζ) Ο έκτος λόγος είναι η μέθοδος οπλισμού του σκυροδέματος στο υποστύλωμα Σήμερα υπάρχουν δύο μέθοδοι οπλισμού. Η μέθοδος της συνάφειας και η μέθοδος της προέντασης. Αφού εξετάσουμε αυτές τις δύο μεθόδους θα σας παρουσιάσω και άλλες δύο νέες μεθόδους όπλισης που υπάγονται στην μεθοδολογία της ευρεσιτεχνίας.
1)Μηχανισμός Συνάφειας
Η συνεργασία μεταξύ σκυροδέματος και χάλυβα σε μια κατασκευή από Ο.Σ. επιτυγχάνεται με τη συνάφεια. Με τον όρο συνάφεια ορίζεται η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών που παρεμποδίζουν τη σχετική ολίσθηση μεταξύ των ράβδων του οπλισμού και του σκυροδέματος που τις περιβάλλει. Οι επιμέρους μηχανισμοί της συνάφειας είναι η πρόσφυση, η τριβή και, για την περίπτωση ράβδων χάλυβα με νευρώσεις, η αντίσταση του σκυροδέματος το οποίο εγκλωβίζεται μεταξύ των νευρώσεων. Η συνδυασμένη δράση των μηχανισμών αυτών θεωρείται ισοδύναμη με την ανάπτυξη διατμητικών τάσεων στη διεπιφάνεια επαφής σκυροδέματος και χάλυβα. Όταν οι τάσεις αυτές φθάσουν στην οριακή τιμή τους επέρχεται καταστροφή της συνάφειας με τη μορφή διάρρηξης του σκυροδέματος επικάλυψης κατά μήκος των ράβδων και αποκόλλησης των ράβδων του χάλυβα.
Η μείωση των τάσεων επιτυγχάνεται με αύξηση της επικάλυψης του σκυροδέματος και μείωση της διαμέτρου των ράβδων του οπλισμού. Η αύξηση της οριακής τιμής τους επιτυγχάνεται με αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος. Η παρουσία εγκάρσιου οπλισμού (συνδετήρων) δρα ευνοϊκά περιορίζοντας το άνοιγμα των αναπτυσσόμενων ρωγμών στην διεπιφάνεια οπλισμού και σκυροδέματος.
2)Προένταση
Με τον όρο προένταση εννοούμε τον μηχανισμό εκείνον ο οποίος επιβάλει μέσο ισχυρών τενόντων που έλκονται στα άκρα προκαταβολικές θλιπτικές εντάσεις στις διατομές των φερόντων στοιχείων σκυροδέματος με σκοπό να αντισταθούν ως προς τις εντάσεις εφελκυσμού που παρατηρούνται κατά την κάμψη του κορμού των φερόντων στοιχείων λόγο σεισμικών και στατικών φορτίων.
Η προένταση ξεκίνησε σαν επαναστατική σύλληψη κυρίως στην Αγγλία (λόγω απουσίας σεισμών) αλλά εγκαταλείφθηκε για τα συνήθη οικοδομικά έργα λόγω ελάττωσης της πλαστιμότητας. Έκτοτε χρησιμοποιείται κυρίως στη γεφυροποιία που οι δοκοί είναι αμφιέριστοι.
Συνεχίζεται….
